(57)【要約】【課題】インナ部材を容易且つ高精度に加工することができるとともに、組立作業が容易であり、生産性を向上させて製造コストを低減することが可能な等速ジョイントを提供する。【解決手段】トラニオン４４の円柱部４５に環状部材５０を装着し、ニードルベアリング４６を内周部に保持させたローラ部材４８を円柱部４５に装着する。ニードルベアリング４６は、ローラ部材４８の一端部に形成されたフランジ部６０と、トラニオン４４に装着された環状部材５０との間に所定の間隙を有した状態で保持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内溝が内周面に設けられ一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内空部に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部材とを有する等速ジョイントにおいて、
前記インナ部材は、
前記案内溝に向かって膨出する複数のトラニオンと、
前記案内溝に接触し、前記トラニオンに外嵌されるリング状のローラ部材と、
前記トラニオンと前記ローラ部材との間に転動自在に介装される複数の転動体と、
を備え、
前記ローラ部材の内周部には、前記トラニオンの膨出方向端部側に形成されて半径内方向に突出し、前記内周部に沿って周回するフランジ部が形成され、
前記トラニオンの基端部側には、環状部材が装着され、
前記転動体を前記フランジ部と前記環状部材との間で保持することを特徴とする等速ジョイント。
【請求項２】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記環状部材は、前記トラニオンの基端部に当接する部位が面取り加工されることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項３】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記環状部材と前記転動体と間には、前記トラニオンの軸線方向に沿った前記ローラ部材の所定の移動量を確保する間隙が設定されることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項４】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記環状部材は、前記フランジ部から離間する前記ローラ部材の端面に近接して配設され、前記環状部材と前記端面と間には、前記トラニオンの軸線方向に沿った前記ローラ部材の所定の移動量を確保する間隙が設定されることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項５】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記ローラ部材が外嵌される前記トラニオンの円柱部から前記基端部に至る外周面の曲率半径と、前記円柱部の直径との比は、０．０５以上、０．３５以下の範囲に設定されることを特徴とする等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車の駆動力伝達部において、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結する等速ジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の駆動力伝達部では、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結し回転力を各車軸へと伝達する等速ジョイントが用いられている。
【０００３】
図１１は、従来技術に係る等速ジョイント２の一部断面を示す（特許文献１参照）。等速ジョイント２は、一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材４と、アウタ部材４に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部材６とから構成される。アウタ部材４の内周面には、軸線方向に沿って延在する３本の案内溝８が形成される。一方、インナ部材６は、各案内溝８に向かって膨出する３本のトラニオン１０を有し、各トラニオン１０には、複数のニードルベアリング１２を介してローラ部材１４が装着される。ローラ部材１４は、アウタ部材４の案内溝８に転動自在に係合する。
【０００４】
この従来技術では、ニードルベアリング１２をローラ部材１４に対して脱落しないように保持させるため、ローラ部材１４の内周部に周回する溝部１６を形成し、この溝部１６にニードルベアリング１２を圧入している。
【０００５】
溝部１６にニードルベアリング１２を装着する際、例えば、ニードルベアリング１２を１本残した状態で溝部１６に配列した後、残りの１本をキーストン効果を利用して圧入する。この場合、複数のニードルベアリング１２を好適な状態で溝部１６に保持させるためには、溝部１６の寸法とニードルベアリング１２の寸法との公差ができるだけ小さくなるよう、ニードルベアリング１２及び溝部１６を極めて高精度に加工する必要がある。
【０００６】
また、ローラ部材１４の内周部に溝部１６を形成する際、溝部１６の両側にフランジ部１７ａ、１７ｂがあることから、加工工具を溝部１６に挿入して切削を行うとともに、加工によって生じた切削屑を外部に確実に排出させるため、極めて困難な作業が強いられる。
【０００７】
なお、特許文献１には、ローラ部材１４の内周部に溝部１６を形成する代わりに、フランジ部１７ａ、１７ｂのない丸孔を形成した後、２枚のワッシャを内周部に係合させてフランジ部１７ａ、１７ｂに代替させる技術も開示されている。この場合、丸孔自体の加工は容易となるが、ワッシャをローラ部材１４の内周部に係合させなければならず、そのための係合溝の加工処理が必要である。また、ワッシャを係合溝に係合させる作業も必要となる。
【０００８】
本出願人は、これらの問題を解決すべく、図１２に示す構造からなる等速ジョイント１８を提案している（特許文献２参照）。この等速ジョイント１８では、インナ部材６に形成されたトラニオン１０の基端部に拡径部２２を形成する一方、ローラ部材１４の内周部には、トラニオン１０の膨出方向端部側にのみフランジ部１７ａを形成している。
【０００９】
この場合、ローラ部材１４の内周部の加工処理及び加工時における切削屑の排出処理は、極めて容易になる。また、トラニオン１０とローラ部材１４との間に装着されたニードルベアリング１２は、ローラ部材１４のフランジ部１７ａとインナ部材６の拡径部２２に形成された段部２４との間で保持される。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１８４７１７号公報
【特許文献２】特開平１１−２１０７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、図１２に示す等速ジョイント１８では、トラニオン１０の基端部に拡径部２２を設ける必要がある。拡径部２２は、ニードルベアリング１２のトラニオン１０に沿った移動量を適切に規制する必要があることから、高い寸法精度が要求される。また、トラニオン１０の円柱部と拡径部２２の段部２４との間に応力が集中することのないよう、拡径部２２の加工形状も大きく制約を受けることになる。
【００１２】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、インナ部材を容易且つ高精度に加工することができるとともに、組立作業が容易であり、生産性を向上させて製造コストを低減することが可能な等速ジョイントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するために、本発明は、所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内溝が内周面に設けられ一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内空部に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部材とを有する等速ジョイントにおいて、
前記インナ部材は、
前記案内溝に向かって膨出する複数のトラニオンと、
前記案内溝に接触し、前記トラニオンに外嵌されるリング状のローラ部材と、
前記トラニオンと前記ローラ部材との間に転動自在に介装される複数の転動体と、
を備え、
前記ローラ部材の内周部には、前記トラニオンの膨出方向端部側に形成されて半径内方向に突出し、前記内周部に沿って周回するフランジ部が形成され、
前記トラニオンの基端部側には、環状部材が装着され、
前記転動体を前記フランジ部と前記環状部材との間で保持することを特徴とする。
【００１４】
この場合、ローラ部材の内周部には、トラニオンの膨出方向端部側にのみフランジ部が形成されるため、ローラ部材のフランジ部が形成されない方向から加工工具を挿入して前記内周部を容易且つ高精度に加工することができる。また、加工されたローラ部材には、フランジ部が形成されていない端部側から転動体を挿入して装着させることができる。
【００１５】
なお、ローラ部材の内周部に転動体を装着する際、キーストン効果を利用した圧入処理を行う必要がないため、転動体に高い製造精度が要求されず、従って、転動体の径を小さくしてトラニオンの径を拡大し、及び／又はローラ部材を肉厚とし、強度向上あるいは等速ジョイントの小型化を図ることができる。
【００１６】
トラニオンにローラ部材を組み付ける際、トラニオンに環状部材を装着し、次いで、内周部に複数の転動体を装着したローラ部材をトラニオンに挿入する。この場合、転動体は、ローラ部材のフランジ部と環状部材との間に保持される。なお、転動体を、グリース又はワックス等を用いてローラ部材の内周部に事前に保持させることにより、ローラ部材をトラニオンに組み付ける際の作業性を向上させることができる。
【００１７】
転動体を保持する環状部材は、トラニオンと別体に構成されるため、トラニオンの加工形状の自由度が向上する。また、環状部材の厚みを選択することにより、転動体のトラニオンに対する移動量を容易且つ高精度に調整することができる。
【００１８】
環状部材は、トラニオンの基端部に当接する部位を面取り加工することにより、環状部材をトラニオンに対して安定した状態で装着させ、これによって環状部材及びトラニオンの耐久性を向上させることができる。
【００１９】
また、ローラ部材が外嵌するトラニオンの円柱部から基端部に至る外周面の曲率半径と前記円柱部の直径との比を、０．０５以上、０．３５以下の範囲に設定することにより、良好なレイアウトを確保した状態で、基端部に集中する応力を小さくし、トラニオンの耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、転動体が装着されるローラ部材の内周部を極めて容易且つ高精度に加工することができる。また、トラニオンの基端部の形状の設計自由度が高く、十分な強度を有するインナ部材を容易に製造することができる。さらに、転動体をローラ部材の内周部に装着した後、環状部材を装着したトラニオンにローラ部材を挿入するだけで、インナ部材の組立を行うことができる。従って、等速ジョイントの生産性を向上させ、製造コストを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る等速ジョイントについて、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る等速ジョイント３０の要部断面図を示す。等速ジョイント３０は、図示しない一方の伝達軸の一端部に一体的に連結されて開口部を有する筒状のアウタ部材３２と、他方の伝達軸３３の一端部に連結されてアウタ部材３２の内空部に挿入されるインナ部材３４とから基本的に構成される。
【００２３】
アウタ部材３２の内空部には、軸線方向に沿って延在し、軸心の回りにそれぞれ１２０度の間隔をおいて３本の案内溝３６が形成される。案内溝３６は、断面が緩やかな曲線状に形成された天井部３８と、天井部３８の両側に相互に対向し断面円弧状に形成された摺動部４０ａ、４０ｂとから構成される。
【００２４】
伝達軸３３には、インナ部材３４を構成するリング状のスパイダ４２が外嵌する。スパイダ４２の外周面には、それぞれ案内溝３６に向かって膨出する３本のトラニオン４４が一体的に形成される。トラニオン４４の円柱部４５とスパイダ４２の外周面とは、基端部４７により滑らかに接続される。
【００２５】
トラニオン４４の円柱部４５には、図２の断面図に示すように、内径ｄ１が円柱部４５の直径Ｄよりも僅かに大きく設定され、外径ｄ２からなる環状部材５０が装着される。なお、環状部材５０に代えて、図３に示すように、トラニオン４４の基端部４７に当接する部位に面取部５２を形成した環状部材５４を装着してもよい。この環状部材５４を装着した場合、面取部５２がトラニオン４４の基端部４７に当接するため、環状部材５４が安定した状態でトラニオン４４に保持される。
【００２６】
トラニオン４４の円柱部４５には、複数本のニードルベアリング（転動体）４６を介してリング状のローラ部材４８が外嵌する。図４に示すように、ニードルベアリング４６は、円柱部４５の外周部とローラ部材４８の内周部との間にグリース又はワックスを介して保持される。
【００２７】
ローラ部材４８の外周面は、図１に示されるように、摺動部４０ａ、４０ｂの断面形状に対応して形成された円弧状面部５６と、円弧状面部５６から案内溝３６の天井部３８側に連続する第１環状傾斜面部５８ａと、前記円弧状面部５６からスパイダ４２側に連続する第２環状傾斜面部５８ｂとから構成される。
【００２８】
ローラ部材４８の内周部には、案内溝３６の天井部３８側の端面に、半径内方向に突出して形成されたフランジ部６０が設けられる。ローラ部材４８の内周部のスパイダ４２側の端面には、フランジ部が設けられていない。従って、ローラ部材４８の内周部は、加工工具を挿入して容易且つ高精度に加工することができる。また、加工に伴って発生する切削屑の排出も極めて容易である。
【００２９】
ローラ部材４８の内径は、トラニオン４４に装着された環状部材５０又は環状部材５４の外径ｄ２よりも若干大きく設定される。なお、ローラ部材４８の内周部のうち、フランジ部６０の基端部には、ニードルベアリング４６に対する摺動抵抗を低減させるとともに、グリース又はワックスを逃がすための周溝６２を形成することができる。
【００３０】
なお、図５に示すように、ローラ部材４８のフランジ部６０からニードルベアリング４６の一方の端面までの間隙をＡ、ニードルベアリング４６の他方の端面から環状部材５０又は環状部材５４までの間隙をＢ、ローラ部材４８のスパイダ４２側の端面からスパイダ４２までの間隙をＹとして、間隙Ｘ＝Ａ＋Ｂ、Ｙのうち、小さい方がローラ部材４８のトラニオン４４に対する移動量の規制範囲となるように、間隙Ｘ、Ｙが設定される。
【００３１】
本実施形態の等速ジョイント３０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その組み付け方法及び作用効果について説明する。
【００３２】
等速ジョイント３０の組み付けを行う際、トラニオン４４の各円柱部４５に対して、環状部材５０を装着する。環状部材５０は、内径ｄ１が円柱部４５の直径Ｄよりも僅かに大きく設定されており、図５に示すように、円柱部４５の基端部４７に保持される。
【００３３】
一方、ローラ部材４８の内周部に、グリース又はワックスを介して複数のニードルベアリング４６を装着する。この場合、ローラ部材４８の内周部には、一方にのみフランジ部６０が形成されているため、ニードルベアリング４６をローラ部材４８の端面からフランジ部６０側に向かって挿入する作業により、極めて容易にローラ部材４８に装着することができる。
【００３４】
次に、ニードルベアリング４６の装着されたローラ部材４８をトラニオン４４の各円柱部４５に装着し、インナ部材３４が完成する。この場合、ニードルベアリング４６は、ローラ部材４８のフランジ部６０と、トラニオン４４の円柱部４５に装着された環状部材５０との間に保持される。
【００３５】
以上のように構成されたインナ部材３４は、アウタ部材３２の内空部に挿入され、各ローラ部材４８を案内溝３６に係合させることにより、図１に示す等速ジョイント３０の組み付けが完了する。
【００３６】
ここで、図５に示すように、ニードルベアリング４６の一端面とローラ部材４８のフランジ部６０との間、及び、ニードルベアリング４６の他端面と環状部材５０との間には、所定の間隙Ａ及びＢ（間隙Ｘ＝Ａ＋Ｂ）が確保され、また、ローラ部材４８のフランジ部６０が形成されていない側の端面とインナ部材３４のスパイダ４２との間には、所定の間隙Ｙが確保されている。従って、インナ部材３４の伝達軸３３がアウタ部材３２の図示しない伝達軸に対して所定の角度を保持した状態で回転する際、ローラ部材４８は、間隙Ｘ又はＹの小さい方によって移動量が規制された状態でトラニオン４４の軸線に沿った方向に変位する。
【００３７】
また、環状部材５０は、トラニオン４４と別体に構成されているため、例えば、環状部材５０の厚みを選択することにより、ローラ部材４８の移動量を規制する間隙Ｘを任意に調整することができる。さらに、環状部材５０は、ニードルベアリング４６の端面側の面を平面として構成することができるため、トラニオン４４の基端部４７の曲率半径ｒ１を所望の半径に設定してトラニオン４４の強度を確保する一方、ニードルベアリング４６との間隙Ｂを高精度に設定することができる。
【００３８】
なお、環状部材５０に代えて、図６に示すように、面取部５２を有した環状部材５４をトラニオン４４の基端部４７に装着することにより、基端部４７の曲面に環状部材５４の面取部５２を当接させて環状部材５４を安定して保持することができる。
【００３９】
また、図７に示すように、ローラ部材４８の内周部の直径よりも大きな外径ｄ２を有する環状部材６４をトラニオン４４に装着することにより、ローラ部材４８の端面と環状部材６４との間隙Ｚによってローラ部材４８の移動量を規制することもできる。
【００４０】
同様に、図８に示すように、ローラ部材４８の内周部の直径よりも大きな外径ｄ２を有し、基端部４７側に面取部６５が形成された環状部材６６をトラニオン４４に装着し、ローラ部材４８の端面と環状部材６６との間隙Ｚによってローラ部材４８の移動量を規制することもできる。
【００４１】
なお、上述した各実施形態において、ニードルベアリング４６と環状部材５０、５４との間の間隙、又は、ローラ部材４８と環状部材６４、６６との間の間隙は、次のようにして設定することができる。
【００４２】
図９は、トラニオン４４の１つの軸線を中心として、インナ部材３４を傾斜角度θだけ傾斜させた状態の側面模式図、図１０は、この状態の正面模式図である。
【００４３】
アウタ部材３２の中心軸に対するローラ部材４８の中心の回転半径をＲとすると、傾斜角度θの回転中心であるトラニオン４４の軸線とアウタ部材３２の中心軸とを含む平面から、アウタ部材３２の案内溝３６に沿って移動した各ローラ部材４８の中心までの距離ａは、
ａ＝Ｒ・cos３０゜
である。回転中心であるトラニオン４４の軸線から、アウタ部材３２の案内溝３６に沿って移動したローラ部材４８の中心までの距離ｃは、距離ａを用いて、
ｃ＝ａ／cosθ
となる。この場合、案内溝３６に沿って移動したローラ部材４８は、トラニオン４４の外方向に対して、
ｂ＝ｃ−ａ
となる移動量ｂだけ移動する。従って、傾斜角度θの回転中心であるトラニオン４４に装着されたローラ部材４８は、トラニオン４４の内方向に対して、
δ＝ｂ・tan３０゜
＝Ｒ／２・（１／cosθ−１）
となる移動量δだけ移動する。
【００４４】
この結果から、ニードルベアリング４６と環状部材５０、５４との間の間隙Ｋ、又は、ローラ部材４８と環状部材６４、６６との間の間隙Ｋを、インナ部材３４の最大傾斜角度をθｍａｘとして、
Ｋ＞δ＝Ｒ／２・（１／cosθｍａｘ−１）
の関係を満足する最小の間隙Ｋとなるように設計することにより、所望の傾斜角度θを確保できるとともに、トラニオン４４の長さを最適化し、インナ部材３４を必要最小限のサイズとして等速ジョイント３０を小型に構成することができる。
【００４５】
なお、ローラ部材４８のトラニオン４４の外方向への移動量は、２つのローラ部材４８の位置を固定し、残りの１つのローラ部材４８をアウタ部材３２の案内溝３６に沿って移動させ、この１つのローラ部材４８の移動量として求めることができる。この移動量εは、
ε＝３Ｒ／２・（１／cosθ−１）
となる。従って、ローラ部材４８をトラニオン４４に安定して保持させるため、ニードルベアリング４６の端部からトラニオン４４の膨出方向端部までの距離Ｍを、
Ｍ＞ε＝３Ｒ／２・（１／cosθｍａｘ−１）
の関係を満足するように設計すると好適である。
【００４６】
また、円柱部４５から基端部４７に至る曲面の曲率半径ｒ１（図５参照）と、円柱部４５の直径Ｄとの比ｒ１／Ｄを調整し、インナ部材３４及びローラ部材４８のレイアウトとの関係でトラニオン４４の強度をテストした結果を表１に示す。この場合、０．０５≦ｒ１／Ｄ、好ましくは、０．０８≦ｒ１／Ｄに設定することで、トラニオン４４の良好な強度を確保することができる。一方、０．３５＜ｒ１／Ｄに設定すると、インナ部材３４の肉付きが多くなり、レイアウトの点で問題となる。従って、０．０５≦ｒ１／Ｄ≦０．３５、好ましくは、０．０８≦ｒ１／Ｄ≦０．２５となるように設定することにより、良好なレイアウトを確保するとともに、基端部４７に対する応力集中を低減してトラニオン４４の強度を十分に確保することができる。
【００４７】
【表１】
2006017136.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態に係る等速ジョイントの要部断面図である。
【図２】本実施形態に係る等速ジョイントを構成する環状部材の一部断面斜視図である。
【図３】本実施形態に係る等速ジョイントの他の構成からなる環状部材の一部断面斜視図である。
【図４】本実施形態に係る等速ジョイントを構成するトラニオン、ニードルベアリング及びローラ部材の組み付け状態の断面図である。
【図５】本実施形態に係る等速ジョイントの要部拡大断面図である。
【図６】他の実施形態に係る等速ジョイントの要部断面図である。
【図７】他の実施形態に係る等速ジョイントの要部断面図である。
【図８】他の実施形態に係る等速ジョイントの要部断面図である。
【図９】本実施形態に係る等速ジョイントの側面模式図である。
【図１０】本実施形態に係る等速ジョイントの正面模式図である。
【図１１】従来技術に係る等速ジョイントの一部断面図である。
【図１２】従来技術に係る等速ジョイントの要部断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
３０…等速ジョイント              ３２…アウタ部材
３４…インナ部材                  ３６…案内溝
４２…スパイダ                    ４４…トラニオン
４５…円柱部                      ４６…ニードルベアリング
４７…基端部                      ４８…ローラ部材
５０、５４、６４、６６…環状部材  ６０…フランジ部
【図１】
2006017136.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006017136.tif 000008
【図６】
2006017136.tif 000009
【図７】
2006017136.tif 000010
【図８】
2006017136.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2006017136.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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